凝汽器凝结水泵进口端平衡孔存在的意义

凝汽器工作原理:

凝汽器：使驱动汽轮机做功后排出的蒸汽变成凝结水的；机内完成一个膨胀过程后，在凝结过程中，排汽体积急。

表面式凝汽器的工作原理：

凝汽器中装有大量的铜管；使驱动汽轮机做功后排出的蒸汽变成凝结水的热交换设备。蒸汽在汽轮机内完成一个膨胀过程后，在凝结过程中，排汽体积急剧缩小，原来被蒸汽充满的空间形成了高度真空。凝结水则通过凝结水泵经给水加热器、给水泵等输送进锅炉，从而保证整个热力循环的连续进行。为防止凝结水中含氧量增加而引起管道腐蚀，现代大容量汽轮机的凝汽器内还设有真空除氧器。

结构说明：

凝汽器结构为单壳体、对分、单流程、表面式。

凝汽器为单壳体对分单流程表面式凝汽器，它在低压缸下部横向布置。凝汽器壳体置于弹簧支座上，其上部与汽机排汽缸采用刚性连接。循环水流经凝汽器管束使凝汽器壳体内汽机排汽凝聚，凝聚水聚集在热井内并由凝聚水泵排走。

凝汽器壳体内布置管束，热井置于壳体下方,正常水位时其水容积为不少于4分钟凝聚水泵运行时流量。

凝汽器由外壳和管束组成单流程,管子为铜合金管,用淡水冷却。

凝汽器喉部和汽轮机低压缸排汽管连接，上接径口尺寸：7532×6352分两半制造，即7890×3355×1980，接颈壁板用厚16mm、20g钢板。内焊肋板（δ16）加强，侧板间用18号角钢，20a槽钢φ102--φ159的20号钢管加强，使之有足够的刚度。

接颈下部呈截锥四方形,分三段制造,左右两段的尺寸是12100×2600×3841，中间段尺寸是12100×2300×3841，接颈下部侧板用厚20mm的20g钢板，内焊肋板，管斜支撑加强。接颈下部右侧（冷却水进水管侧）装有两个减温器。属低压旁路装置供货范围。

凝汽器：

将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器，又称复水器。凝汽器主要用于汽轮机动力装置中，分为水冷凝汽器和空冷凝汽器两种。凝汽器除将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用外，还能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空。

凝汽器的主要作用：

1）在汽轮机排汽口造成较高真空，使蒸汽在汽轮机中；

2）将汽轮机的低压缸排出的蒸汽凝结成水，重新送回；

3）汇集各种疏水，减少汽水损失；

4）凝汽器也用于增加除盐水（正常补水）；

技术特点：

1、快速：两个人同时进行清洗操作，每小时可清洗1000根凝汽器管子。清洗时，可以分甲、乙侧轮流清洗，无须停机，大大缩短凝汽器检修时间。特别适合火电厂夏季凝汽器真空不良时，半侧带负荷不停机抢修清洗（凝汽器有人孔门可免拆端盖清洗）。

2、安全：特殊聚乙烯材质－安全、不损伤管路和管板胀口。特别适用于发电厂凝汽器薄壁铜管、钛管的清洗。

3、高效：一般而言，清洗弹头一次通过管道即完成清洗，对于污垢量较大的管道或首次清洗，可再重复清洗一次，对于个别被泥沙堵死，已经看不到对面灯光的管子，在放入子弹清洗前，先打一次空枪。通过一次清洗，效果明显。多次清洗，端差明显降低，极大提高机组效率。

4、易检验：清洗子弹将凝汽器管路污垢彻底带出管路，清洗效果显著，检验清洗效果更是一目了然。

5、成本低：清洗价格只有高压水射流清洗价格的1/2。

凝结水泵的工作特点:

1、凝结水泵的任务是将凝汽器热水井中的凝结水抽出，打入除氧器。

2、凝结水泵的工作是在高度真空的条件下输送接近于饱和温度的水。为了保证凝结水泵的工作可靠，水泵必须安装在热水井水面0．5～0．8米以下，并尽量减小进口处的阻力以防止凝结水汽化，泵轴两端的填料要求有很好的严密性。

3、在凝结水泵的进口处须装设一根通往凝汽器的空气平衡管，将水泵进口侧不严密地方漏入的空气和进口侧凝结水中分解出来的气体以及部分蒸汽由平衡管引入凝汽器中，以确保凝结水泵的正常运行。

凝汽式汽轮机，是指蒸汽在汽轮内膨胀做功以后，除小部分轴封漏气之外，全部进入凝汽器凝结成水的汽轮机。

实际上为了提高汽轮机的热效率，减少汽轮机排汽缸的直径尺寸，将做过部分功的蒸汽从汽轮机内抽出来，送入回热加热器，用以加热锅炉给水，这种不调整抽汽式汽轮机，也统称为凝汽汽轮机。火电厂中普遍采用的专为发电用的汽轮机。凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、凝结水泵和抽气器组成。汽轮机排汽进入凝汽器，被循环水冷却凝结为水，由凝结水泵抽出，经过各级加热器加热后作为给水送往锅炉。

汽轮机的排汽在凝汽器内受冷凝结为水的过程中，体积骤然缩小，因而原来充满蒸汽的密闭空间形成真空，这降低了汽轮机的排汽压力，使蒸汽的理想焓降增大，从而提高了装置的热效率。汽轮机排汽中的非凝结气体（主要是空气）则由抽气器抽出，以维持必要的真空度。

凝气式汽轮机的原理如下：

来自锅炉的主蒸汽在汽轮机内部喷嘴流出后推动动叶片膨胀做功，推动汽轮机转子高速旋转并带动发电机向外供电。最终，低温低压的排汽流入凝汽器被凝结成水通过凝泵打入低加和除氧器进行加热和除氧，然后再通过给水泵送入锅炉升温升压变成高温高压的主蒸汽送入汽轮机。

汽轮机的蒸汽从进口膨胀到排汽口，单位质量蒸汽的容积增大几百倍，甚至上千倍，因此各级叶片高度必须逐级加长。大功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很大，末级叶片须做得很长。

结构图：

作用：用于火电热力系统中输送凝汽器内的凝结水。

凝结水泵是立式筒袋型双层壳体结构，首轮为单吸或双吸形式，次级叶轮与末级叶轮通用，为单吸形式。

首级壳为碗形壳或螺旋壳，次级、末级壳为碗形壳；泵轴设有多处径向支承，泵转子轴向负荷可由泵本身推力轴承承受，也可由电机承受；轴封可以为填料密封或机械密封，泵转子轴系含两根轴，轴间联接为卡环筒式联轴器，泵机联接为弹性柱销联轴器或刚性联轴器联接；吸入与吐出接口分别位于泵筒体和吐出座上，并呈180°水平布置（可按15°的整数倍任意变位）。

由以下几部分组成：泵筒体、工作部、出水部分和推力装置部分。

一、离心泵的工作原理

图2-1所示为一个安装在管路上的离心泵。主要部件有叶轮1与泵壳2等。具有若干弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内，并紧固于泵轴3上。泵壳中央的吸水口4与吸水管路5相连接，侧旁的排出口8与排出管路9相连接。

离心泵一般用电动机带动，在启动前需向壳内灌满被输送的液体。启动电动机后，泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着转动，在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达15～25m/s，即液体的动能也有所增加。液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高，于是液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。

当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成了低压区，由于贮槽液面上方的压强大于泵吸入口处的压强，在压强差的作用下，液体便经吸入管路连续地被吸入泵内，以补充被排出液体的位置。只要叶轮不断地转动，液体便不断地被吸入和排出。由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮。液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。

离心泵启动时，如果泵壳与吸入管路内没有充满液体，则泵壳内存有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，产生的离心力小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时虽启动离心泵也不能输送液体，此种现象称为气缚，表示离心泵无自吸能力，所以启动前必须向壳体内灌满液体。若离心泵的吸入口位于吸液贮槽液面的上方，在吸入管路的进口处应装一单向底阀6和滤网7。底阀是防止启动前所灌入的液体从泵内漏失，滤网可以阻拦液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。靠近泵出口处的排出管路上装有调节阀10，以供开车、停车及调节流量时使用。

图2-1　离心泵装置简图

1-叶轮；2-泵壳；3-泵轴；4-吸入口；5-吸入管；6-底阀；7-滤网；8-排出口；9-排出管；10-调节阀

二、离心泵的主要部件

离心泵最主要的部件为叶轮、泵壳与轴封装置，下面分别简述其结构和作用。

（1）叶轮　叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能均有所提高。

离心泵的叶轮如图2-2所示，叶轮内有6～12片弯曲的叶片1。图中（a）所示的叶片两侧有前盖板2及后盖板3的叶轮，称为闭式叶轮。液体从叶轮中央的入口进入后，经两盖板与叶片之间的流道流向叶轮外缘，在这过程中液体从旋转叶轮获得了能量，并由于叶片间流道的逐渐扩大，故也有一部分动能转变为静压能。有些吸入口侧无前盖的叶轮，称为半闭式叶轮，如图中（b）所示。没有前、后盖板的叶轮，称为开式叶轮，如图中（c）所示，半闭式与开式叶轮可用于输送浆料或含有固体悬浮物的液体，因取消盖板后叶轮流道不容易堵塞，但也由于没有盖板，液体在叶片间运动时容易产生倒流，故效率也较低。

图2-2　离心泵的叶轮

（a）闭式；（b）半闭式；（c）开式

闭式或半闭式叶轮在工作时，有一部分离开叶轮的高压液体漏入叶轮与泵壳之间的两侧空腔中去，而叶轮前侧液体吸入口处为低压，故液体作用于叶轮前、后两侧的压力不等，便产生了指向叶轮吸入口方向的轴向推力，使叶轮向吸入口侧窜动，引起叶轮与泵壳接触处磨损，严重时造成泵的振动。为此，可在叶轮后盖板上钻一些小孔（见图2-3（a）中的1）。这些小孔称为平衡孔，它的作用是使后盖板与泵壳之间的空腔中一部分高压液体漏到低压区，以减少叶轮两侧的压力差，从而起到平衡一部分轴向推力的作用，但同时也会降低泵的效率。平衡孔是离心泵中最简单的一种平衡轴向推力的方法。

按吸液方式的不同，叶轮还有单吸和双吸两种。单吸式叶轮的结构简单，如图2-3（a）所示，液体只能从叶轮一侧被吸入。双吸式叶轮如图2-3（b）所示，液体可同时从叶轮两侧吸入。显然，双吸式叶轮具有较大的吸液能力，而且基本上可以消除轴向推力。

图2-3　吸液方式（a）单吸式；（b）双吸式

（2）泵壳离心泵的泵壳又称蜗壳，因壳内有一个截面逐渐扩大的蜗牛壳形通道，如图2-4的1所示。叶轮在壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转，愈接近液体出口，通道截面积愈大。因此，液体从叶轮外缘以高速度被抛出后，沿泵壳的蜗牛形通道向排出口流动，流速便逐渐降低，减少了能量损失，且使部分动能有效地转变为静压能。所以泵壳不仅作为一个汇集由叶轮抛出液体的部件，而且本身又是一个转能装置。

为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动而带有叶片的圆盘。这个圆盘称为导轮，如图2-4中的3所示。导轮具有很多逐渐转向的流道，使高速液体流过时能均匀而缓和地将动能转变为静压能，从而减少能量损失。

图2-4　泵壳与导轮1-泵壳；2-叶轮；3-导轮

（3）轴封装置泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。轴封的作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出，或者防止外界空气以相反方向漏入泵壳内。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。

普通离心泵所采用的轴封装置是填料函，俗称盘根箱，如图2-5所示。图中1是和泵壳连在一起的填料函壳；2是软填料，一般为浸油或涂石墨的石棉绳；4是填料压盖，可用螺钉拧紧，使填料压紧在填料函壳与转轴之间，以达到密封的目的；5是内衬套，用来防止填料挤入泵内。由于泵壳与转轴接触处可能是泵内的低压区，为了更好地防止空气从填料函不严密处漏入泵内，故在填料函内装有液封圈3。如图2-6所示，液封圈是一个金属环，环上开了一些径向的小孔，通过填料函壳上的小管可以和泵的排出口相通，使泵内高压液体顺小管流入液封圈内，以防止空气漏入泵内，所流入的液体还起到润滑、冷却填料和轴的作用。

图2-5　填料函

1-填料函壳；2-软填料；3-液封圈；4-填料压盖；5-内衬套

图2-6　液封圈

对于输送酸、碱以及易燃、易爆、有毒的液体，密封的要求就比较高，既不允许漏入空气，又力求不让液体渗出。近年来已广泛采用称为机械密封的轴封装置。它由一个装在转轴上的动环和另一个固定在泵壳上的静环所组成，两环的端面借弹簧力互相贴紧而作相对运动，起到了密封的作用，故又称为端面密封。图2-7是国产AX型机械密封装置的结构，该装置的左侧连接泵壳。螺钉1把传动座2固定于转轴上。传动座内装有弹簧3、推环4、动环密封圈5与动环6，所有这些部件都随轴一起转动。静环7和静环密封圈8装在密封端盖上，并由防转销9加以固定，所有这些部件都是静止不动的。这样，当轴转动时，动环6转动而静环7不动，两环间借弹簧的弹力作用而贴紧。由于两环端面的加工非常光滑，故液体在两环端面的泄漏量极少。此外，动环6和泵轴之间的间隙有动环密封圈5堵住，静环7和密封端盖之间的间隙有静环密封圈8堵住，这两处间隙并无相对运动，故很不易发生泄漏。动环一般用硬材料，如高硅铸铁或由堆焊硬质合金制成。静环用非金属材料，一般由浸渍石墨、酚醛塑料等制成。这样，在动环与静环的相互摩擦中，静环较易磨损，但从机械密封装置的结构看来，静环易于更换。动环与静环的密封圈常用合成橡胶或塑料制成。

图2-7　机械密封装置

1-螺钉；2-传动座；3-弹簧；4-推环；5-动环密封圈；6-动环；7-静环；8-静环密封圈；9-防转销

机械密封装置安装时，要求动环与静环严格地与轴中心线垂直，摩擦面很好地研合，并通过调整弹簧压力，使端面密封机构能在正常工作时，于两摩擦面间形成一薄层液膜，以造成较好地密封和润滑作用。

机械密封与填料密封相比较，有以下优点：密封性能好，使用寿命长，轴不易摩损，功率消耗小。其缺点是零件加工精度高，机械加工较复杂，对安装的技术条件要求比较严格，装卸和更换零件较麻烦，价格也比填料函的高得多。

三、离心泵的主要性能参数与特性曲线

1.离心泵的主要性能参数

为了正确选择和使用离心泵，需要了解泵的性能。离心泵的主要性能参数有排量、工作压力（压头）效率和输入功率，这些参数标注在泵的铭牌上，现将各项意义分述于下。

（1）排量　离心泵的排量，是指泵的送液数量能力，是指离心泵在单位时间内所排送的液体体积，以qv表示，单位常为1/s或m3/h。离心泵的排量取决于泵的结构、尺寸（主要为叶轮的直径与叶片的宽度）和转速。

（2）工作压力　离心泵的工作压力又可用压头或泵的扬程表示，是指泵对单位重量的液体所能提供的有效能量，工作压力用kPa或MPa表示，压头用水柱高m表示。离心泵的工作压力取决于泵的结构（如叶轮的直径、叶片的变曲情况等）、转速和流量。对于一定的泵，在指定的转速下，工作压力与排量之间具有一定的关系。

泵工作时压力可用实验方法测定，如图2-8所示。在泵的进出口处分别安装真空表和压力表，真空表与压力表之间列柏努利方程式，即

非金属矿产加工机械设备

或　

式中　pM——压力表读出的压力（表压）（N／m2）；

pv——真空表读出的真空度（N／m2）；

v1、v2——吸入管、压出管中液体的流速（m/s）；

∑hf——两截面的压头损失（m）。

图2-8　泵压测定安装图

1-流量计；2-压强表；3-真空计；4-离心泵；5-贮槽

由于两截面之间管路很短，其压头损失∑hf可忽略不计。若以hM及hv分别表示压力表和真空表上的读数，以液柱高m作计算，则（2-1）可改写为

非金属矿产加工机械设备

（3）效率　在输送液体过程中，外界能量通过叶轮传给液体时，不可避免地会有能量损失，故泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得，通常用效率η来反映能量损失。这些能量损失包括容积损失、水力损失及机械损失，现将其产生原因分述如下：

容积损失容积损失是由于泵的泄漏造成的。离心泵在运转过程中，有一部分获得能量的高压液体，通过叶轮与泵壳之间的缝隙漏回吸入口，或从填料函处漏至泵壳外，因此，从泵排出的实际流量要比理论排出量为低，其比值称为容积效率η1。

水力损失水力损失是当流体流过叶轮、泵壳时，由于流速大小和方向要改变等原因，流体在泵体内产生冲击而损失能量，所以泵的实际压力要比泵理论上所能提供的压力为低，其比值称为水力效率η2。

机械损失机械损失是泵在运转时，泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间、叶轮盖板外表面与液体之间均产生摩擦，从而引起的能量损失。可用机械效率η3表示。

泵的总效率η（又称效率）等于上述三种效率的乘积，即

非金属矿产加工机械设备

对离心泵来说，一般小型泵的效率为50%～70%，大型泵可达90%。

（4）轴功率离心泵的功率是泵轴所需的功率。当泵直接由电动机带动时，也就是电动机传给轴的输出功率，以N表示，单位为W或kW。有效功率是排送到管道的液体从叶轮所获得的功率，以Ne表示。由于有容积损失、水力损失与机械损失，所以泵的轴功率大于有效功率，即

非金属矿产加工机械设备

而有效功率可写成

非金属矿产加工机械设备

式中　qv——泵的排量（m3/s）；

h——泵的压头（m）；

ρ——被输送液体的密度（kg/m3）；

g——重力加速度（m/s2）。

若式（2-5）中Ne用kW来计量，则

非金属矿产加工机械设备

泵的功率为

非金属矿产加工机械设备

p为泵的工作压力。

2.离心泵的特性曲线

前已述及离心泵的主要性能参数是排量、工作压力（压头）、泵功率及效率，其间的关系由实验测得，测出的一组关系曲线称为离心泵的特性曲线或工作性能曲线，此曲线由泵的制造厂提供，并附于泵样本或说明书中，供使用部门选泵和操作时参考。

图2-9为国产4B20型离心水泵在n＝2900r/min时的特性曲线，由h-qv、N-qv及η-qv三条曲线所组成。特性曲线是在固定的转速下测出的，只适用于该转速，故特性曲线图上都标明转速n的数值。

（1）h-qv曲线　表示泵的压头与排量的关系。离心泵的工作压力普遍是随排量的增大而下降（在排量极小时可能有例外）。

（2）N-qv曲线　表示泵的轴功率与排量的关系。离心泵的功率随排量的增大而上升，排量为零时轴功率最小。所以离心泵启动时，应关闭泵的出口阀门，使启动电流减少，以保护电机。

（3）η-qv曲线　表示泵的效率与排量的关系。从图2-9所示的特性曲线看出，当qv＝0时η＝0，随着排量的增大，泵的效率随之而上升并达到一最大值；以后排量再增，效率便下降。说明离心泵在一定转速下有一最高效率点，称为设计点。泵在与最高效率相对应的排量及压头下工作最为经济，所以与最高效率点对应的qv、h、N值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标出的性能参数就是指该泵在运行时效率最高点的状况参数。但实际上离心泵往往不可能正好在该条件下运转，因此一般只能规定一个工作范围，称为泵的高效率区，通常为最高效率的92%左右。选用离心泵时，应尽可能使泵在此范围内工作。

图2-9　4B20型离心水泵的特性曲线

3.离心泵的转速对特性曲线的影响

离心泵的特性曲线都是在一定转速下测定的，但在实际使用时常遇到要改变转速的情况，这时速度三角形将发生变化，泵压、排量、效率及泵功率也随之改变。当液体的粘度不大且泵的效率不变时，泵排量、泵压头、轴功率与转速的近似关系为：

非金属矿产加工机械设备

式中　qv1、h1、N1——转速为n1时泵的性能参数；

qv2、h2、N2——转速为n2时泵的性能参数。

当转速变化小于20%时，可以认为效率不变，用上式进行计算误差不大。

4.叶轮直径对特性曲线的影响

如果只将叶轮切削而使直径变小，且变化不大，效率可视为基本上不变，则qv与D成正比。在固定转速之下，h与D2成正比，于是N与D3成正比。叶轮直径和泵排量、泵压头、轴功率之间的近似关系为：

非金属矿产加工机械设备

式中qv1、h1、N1——叶轮直径为D1时泵的性能参数；

qv2、h2、N2——叶轮直径为D2时泵的性能参数。

上述关系只有在直径的变化不超过20%时才是可用的。

属于同一系列的泵，其几何形状完全相似，叶轮的直径与厚度之比是固定的。这种几何形状相似的泵，因直径不同而引起的性能变化，qv与D3成正比，h与D2成正比，于是N与D5成正比。叶轮直径和排量、压头、功率之间的近似关系为：

非金属矿产加工机械设备

式中　qv1、h1、N1——叶轮直径为D1时泵的性能；

qv2、h2、N2——叶轮直径为D2时泵的性能。

5.液体物理性质的影响

泵生产部门所提供的离心泵特性曲线一般都是在一定转速和常压下，以常温的清水为工质做实验测得的。当所输送的液体性能与水相差较大时，要考虑粘度及密度对特性曲线的影响。

（1）粘度的影响　离心泵所输送的液体粘度愈大，泵体内能量损失愈多。结果泵的工作压力、排量都要减少，效率下降，而功率则要增大，所以特性曲线改变。

（2）密度的影响　由离心泵的基本方程式看出，离心泵的压头、排量均与液体的密度无关，则泵的效率亦不随液体的密度而改变，所以，h-qv与η-qv曲线保持不变。但是泵的轴功率随液体密度而改变。因此，当被输送的密度与水不同时，原产品目录中对该泵所提供的N-qv曲线不再适用，此时泵的轴功率可按式（2-9）重新计算。

（3）溶质的影响如果输送的液体是水溶液，浓度的改变必然影响液体的粘度和密度。浓度越高，与清水差别越大。浓度对离心泵特性曲线的影响，同样反映在粘度和密度上。如果输送液体中含有悬浮物等固体物质，则泵特性曲线除受浓度影响外，还受到固体物质的种类以及粒度分布的影响。

四、离心泵的安装高度和气蚀现象

（一）气蚀现象

离心泵通过旋转的叶轮对液体作功，使液体能量（包括动能和静压能）增加，在叶轮运动的过程中，液体的速度和压力随之变化。通常离心泵叶轮入口处是压力最低的地方。如果这个地方液体的压力等于或低于在该温度下液体的饱和蒸汽压力pv，就会有蒸汽从液体中大量逸出，形成许多蒸汽和气体相混合的小气泡。这些小气泡随液体流到高压区时，由于气泡内为饱和蒸汽压，而气泡周围大于饱和蒸汽压，因而产生了压差。在这个压差作用下，气泡受压破裂而重新凝结。在凝结过程中，液体质点从四周向气泡中心加速运动，在急剧凝结的一瞬间，质点互相撞击，产生很高的局部压力。这些气泡如果在金属表面附近破裂而凝结，则液体就像无数小弹头一样，连续打击在金属表面上。在压力很大（几百大气压）频率很高（每秒几万次之多）的连续打击下，金属表面逐渐因疲劳而破坏，这种现象叫做汽蚀现象。离心泵在严重的汽蚀状态下运转时，发生汽蚀的部位很快就被破坏成蜂窝或海绵状，使泵的寿命大大地缩短。同时，因汽蚀引起泵体振动，泵的吸液能力和效率也大大下降。为了保证离心泵的正常操作，避免发生汽蚀，泵安装的吸水高度绝对不能超过规定，以保证泵入口处的压力大于液体输送温度下的饱和蒸汽压。

（二）离心泵的安装高度

我国的离心泵规格中，采用两种指标对泵的安装高度加以限制，以免发生汽蚀，现将这两个指标介绍如下。

1.允许吸上真空高度

允许吸上真空高度hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最高真空度，其表达式为

非金属矿产加工机械设备

式中　hs——离心泵的允许吸上真空高度，m液柱；

pa——大气压（N/m2）；

ρ——被输送液体的密度（kg/m3）。

要确定允许吸上真空度与允许安装高度hg之间关系，可设离心泵吸液装置如图2-10所示。以贮槽液面为基准面，列出槽面0-0与泵入口1-1截面的柏努利方程式，则

非金属矿产加工机械设备

式中，∑hf为液体流经吸入管路时所损失的压头（m）。由于贮槽是敞口的，则p0为大气压pa。

上式可写成

非金属矿产加工机械设备

将式（2-10）代入上式，则

非金属矿产加工机械设备

此式可用于计算泵的安装高度。

图2-10　离心泵吸液示意图

由上式可知，为了提高泵的允许安装高度，应该尽量减少 和∑hf。为了减少 ，在同一流量下，应选用直径稍大的吸入管以外，吸入管应尽可能地短，并且尽量减少弯头和不安装截止阀等。

泵制造厂只能给出hs值，而不能直接给出hg值。因为每台泵使用条件不同，吸入管路的布置情况也各异，有不同的 和∑hf值，所以只能由使用单位根据吸入管路具体的布置情况，由计算确定hg。

在泵样本或说明书中所给出的hs是指大气压力为10mH2O，水温为20℃状态下的数值，如果泵的使用条件与该状态不同时，则应把样本上所给出的hs值，换算成操作条件下的h′s值，其换算公式为

非金属矿产加工机械设备

式中h′s——操作条件下输送液体时的允许上真空高度（mH2O）；

hs——泵样本中给出的允许吸上真空度高（mH2O）；

ha——泵工作处的大气压（mH2O）；

hr——操作温度下液体的饱和蒸汽压（mH2O）。

泵安装地点的海拔越高，大气压力就越低，允许吸上真空度就小，若输送液体的温度越高，或液体越易挥发所对应的饱和蒸汽压就越高，这时，泵的允许吸上真空度也就越小。不同海拔高度时大气压如表2-1。

表2-1　不同海拔高度的大气压力

2.汽蚀余量

汽蚀余量△h是指离心泵入口处，液体的静压头 与动压头 之和超过液体在操作温度下的饱和蒸气压头 的某一最小指定值，即

非金属矿产加工机械设备

式中　△h——汽蚀余量（m）；

pr——操作温度下液体饱和蒸汽压（N/m2）。

将式（2-11）与（2-14）合并可导出汽蚀余量△h与允许安装高度hg之间关系为

非金属矿产加工机械设备

式中　p0为液面上方的压力，若为敞口液面，则

p0＝pa

应当注意，泵性能表上△h值也是按输送20℃水而规定的。当输送其它液体时，需进行校正。

由上可知，只要已知允许吸上真空高度hs与汽蚀余量△h中的任一个参数，均可确定泵的安装高度。

五、离心泵的类型与选择

1.离心泵的类型

工业生产中被输送液体的性质、压强、流量等差异很大，为了适应各种不同要求，离心泵的类型也是多种多样的。按液体的性质可分为水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵等；按叶轮吸入方式可分为单吸泵与双吸泵；按叶轮数目又可分为单级泵与多级泵。各种类型的离心泵按照其结构特点各自成为一个系列，并以一个或几个汉语拼音字母作为系列代号，在每一系列中，由于有各种不同的规格，因而附以不同的字母和数字来区别。现对工厂中常用离心泵的类型作简要说明。

（1）水泵（B型、D型、Sh型）凡是输送清水以及物理、化学性质类似于水的清洁液体，都可以用水泵。

应用最广泛的为单级单吸悬臂式离心水泵，其系列代号为B，称B型水泵，其结构如图2-11所示。泵体和泵盖都是用铸铁制成，全系列扬程范围为8～98m，排量范围为4.5～360m3/h。

若所要求的压头较高而流量并不太大时，可采用多级泵，如图2-12所示，在一根轴上串联多个叶轮，从一个叶轮流出的液体通过泵壳内的导轮，引导液体改变流向，同时将一部分动能转变为静压能，然后进入下一个叶轮入口，液体从几个叶轮多次接受能量，故可达到较高的压头。我国生产的多级泵系列代号D，称为D型离心泵，一般自2级到9级，最多可到12级，全系列扬程范围为14～351m，排量范围为10.8～850m3/h。

若输送液体的流量较大而所需的压头并不高时，则可采用双吸泵。双吸泵的叶轮有两个入口，如图2-13所示。由于双吸泵叶轮的厚度与直径之比加大，且有两个吸入口，故输液量较大。我国生产的双吸离心泵系列代号为Sh，全系列扬程范围为9～140m，排量范围为120～12500m3/h。

（2）耐腐蚀泵（F型）输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵，其主要特点是和液体接触的部件用耐腐蚀材料制成。各种材料制造的耐腐蚀泵在结构上都要求简单，易更换零件，检修方便。都用F作为耐腐蚀泵的系列代号。在F后面再加一个字母表示材料代号，以作区别。我国生产的F型泵采用了许多材料制造，例如：

图2-11　B型水泵结构图

1-泵体；2-叶轮；3-密封环；4-护轴套；5-后盖；6-泵轴；7-托架；8-联轴墨部件

图2-12　多级泵示意图

图2-13　双吸泵示意图

灰口铸铁——材料代号为H，用于输送浓硫酸；

高硅铸铁——材料代号为G，用于输送压强不高的硫酸或以硫酸为主的混酸；

铬镍合金钢——材料代号为B，用于常温输送低浓度的硝酸、氧化性酸液、碱液和其他弱腐蚀性液体；

铬镍钼钛合金钢-材料代号为M，最适用于硝酸及常温的高浓度硝酸；

聚三氟氯乙稀塑料-材料代号为S，适用于90℃以下的硫酸、硝酸、盐酸和碱液。

耐腐蚀泵的另一个特点是密封要求高。由于填料本身被腐蚀的问题也难彻底解决，所以F型泵根据需要采用机械密封装置。

F型泵全系列的扬程范围为15～105m，排量范围为2～400m3/h。

图2-14　B型水泵系列特性曲线

表2-2　B型水泵性能表（部分）

注：括号内数字是JO型电机功率。

（3）杂质泵（P型）　输送悬浮液及粘稠的浆液等常用杂质泵。在非金属矿产加工过程中得到广泛地应用。系列代号为P，又细分为污水泵PW、砂泵PS、泥浆泵PN等。对这类泵的要求是：不易被杂质堵塞、耐磨、容易拆洗。所以它的特点是叶轮流道宽，叶片数目少，常采用半闭式或开式叶轮。有些泵壳内衬以耐磨的铸钢护板或橡胶衬板。

在泵的产品目录或样本中，泵的型号是由字母和数字组合而成，以代表泵的类型、规格等，现举例说明。

8B29A：

其中8——泵吸入口直径，英寸，即8×25＝200mm；

B——单级单吸悬臂式离心水泵；

29——泵的扬程，m；

A——该型号泵的叶轮直径经切割比基本型号8B29的小一级。

为了选用方便，泵的生产部门常对同一类型的泵提供系列特性曲线，图2-14就是B型水泵系列特性曲线图。把同一类型的各型号泵与较高效率范围相对应的一段h-qv曲线，绘在一个总图上。图中扇形面的上方弧形线代表基本型号，下方弧形线代表叶轮直径比基本型号小一级的型号A。若扇形面有三条弧形线，则中间弧形线代表型号A，下方弧形线代表叶轮直径比基本型号再小一级的型号B。图中的符号与数字见图内说明。

2.离心泵的选择

离心泵的选择，一般可按下列的方法与步骤进行：

（1）确定输送系统的流量与工作压力（压头） 液体的输送量一般为生产任务所规定，如果流量在一定范围内变动，选泵时应按最大流量考虑。根据输送系统管路的安排，用柏努利方程式计算在最大流量下管路所需的压头。

（2）选择泵的类型与型号根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型。按已确定的流量Qe和压头he或工作压力p从泵样本或产品目录中选出合适的型号。选出的泵能提供的排量Q和压头h不见得与管路所要求的Qe和压头he或工作压力p完全相符，而且考虑到操作条件的变化和应具备一定的潜力，所选的泵可以稍大一些，但在该条件下泵的效率应比较高，即点（Qe、he）坐标位置应靠近在泵的高效率范围所对应的h-qv曲线下方。

泵的型号选出后，应列出该泵的各种性能参数（表2-2是B型泵的性能表（部分））。

（3）核算泵的轴功率若输送液体的密度大于水的密度时，可按式（2-7）核算泵的轴功率。

一、工作原理不同

热力发电厂的锅炉给水泵有热力循环“心脏”之称，可见其作用非常重要，它是把除氧器水箱中的饱和热水抽出并升压到一定压力后不间断地送往锅炉。

凝结水泵是把凝汽器热井中的凝结水抽出并升压到一定压力后，流经一些低压加热器，不间断地送往除氧器。

二、工作特性不同

凝结水泵的工作特点是：吸入环境是高度真空，抽吸的是饱和或接近饱和的温水，流量较大、扬程较高。

现代热力发电厂锅炉给水泵的工作特点是：流量大、扬程很高、工作温度高、工作压力高、转速高，抽吸的是饱和热水。

其作用和工作特点要求其运行可靠性高、负荷适应能力强、经济性高、检修和维护方便、运行自动化水平高。

扩展资料：

出水部分由接管、泵座等件组成；泵的传动轴从该部分的中心穿过；从泵工作部流出的液体经该部分后水平进入泵外压力管道。泵座上设有密封函体、泄压孔、脱汽孔；泄压孔用以将轴封腔内压力减至最低；脱汽孔用以将泵筒体内的气体及时排至凝汽器。

推力装置部分

推力装置由推力轴承、轴承体、调整螺母等组成。泵产生的轴向力由平衡鼓平衡掉95%，其余残余轴向力由推力轴承承受。如果轴向力由电机承受，则没有此部分。泵内设有多处水润滑导轴承，用以承受泵转子径向力，其一在中间轴承座内，其二在密封函体内，其余的在工作部内。

凝结水泵在备用时处在高度真空下，因此，凝结水泵有可靠的轴封非常必要。凝结水泵的轴封可采用密封填料或机械密封，此外还必须使用凝结水作为密封冷却水。如果采用其他水源来密封，会污染凝结水，所以必须用凝结水作为密封水。

泵轴与传动轴用卡套和固定套连接；传动轴与电动机轴的连接用弹性膜片联轴器或刚性联轴器联接。

参考资料来源：百度百科-给水泵

参考资料来源：百度百科-凝结水泵

　主凝结水系统的主要作用是把凝结水从凝汽器热井送到除氧器。为保证整个系统可靠工作，提高效率，在输送过程中，还要对凝结水进行除盐、净化、加热和必要的控制调节。同时在运行过程中提供有关设备的减温水、密封水、冷却水和控制水等。另外，还补充热力循环过程中的汽水损失。

主凝结水系统一般由凝结水泵、轴封加热器、低压加热器等主要设备及其连接管道组成。亚临界及超临界参数机组由于锅炉对给水品质要求很高，所以在凝结水泵后都设有除盐装置。国产机组由于除盐装置耐压条件的限制，凝结水采用二级升压，因此在除盐装置后一般还装设有凝结水升压泵。对于大型机组，主凝结水系统还包括由补充水箱和补充水泵等组成的补充水系统。一般再热机组的主凝结水系统有以下特点：

X

(1)设两台容量为100％的凝结水泵或凝结水升压泵，一台正常运行，一台备用，运行泵故障时连锁启动备用泵。

(2)低压加热器设置主凝结水旁路，旁路的作用是当某台加热器故障解列或停运时，凝结水通过旁路进入除氧器，不因加热器故障而影响整个机组正常运行。每台加热器设有一个旁路的，称为小旁路；两台以上加热器共用一个旁路的，称为大旁路。大旁路具有系统简单、阀门少、节省投资等优点，但是当一台加热器发生故障时，该旁路中其余加热器也随之解列停运，凝结水温度大幅度降低，这不仅降低了机组运行的经济性，而且使除氧器进水温度降低，工作不稳定，除氧 效果变差。小旁路与大旁路恰恰相反。因此，低压加热器的主凝结水系统多采用大、小旁路联合应用的方式。

(3)为了使凝结水泵在启动或低负荷时不发生汽蚀，同时保证轴封加热器有足够的凝结水量流过，使轴封漏汽能完全凝结下来，以维持轴封加热器中的微负压状态，在轴封加热器后的主凝结水管道上设有返回凝汽器的凝结水最小流量再循环管道。

(4)各种减温水及杂项用水管道，接在凝结水泵出口或除盐装置后。因为，这些水往往要求的是纯净的压力水。

(5)在凝汽器热井底部、最后一台(沿凝结水流向)低压加热器的出口凝结水管道上、除氧器水箱底部都接有排地沟的支管，以便在机组投运前，冲洗凝结水管道时，将不合格的凝结水排入地沟。

(6)化学补充水通过补充水调节阀进入凝汽器，文章由南宁泽德水泵整理以补充热力循环过程中的汽水损失。

一、结构不同

1、给水泵：锅炉给水泵的拖动方式，一般分电动机与汽轮机二种拖动方式。电动机多采用交流电动机，所以给水泵的转速是定速的，锅炉给水调节经过“节流”调节。

2、凝结水泵：首级壳为碗形壳或螺旋壳，次级、末级壳为碗形壳；泵轴设有多处径向支承，泵转子轴向负荷可由泵本身推力轴承承受，也可由电机承受；轴封可以为填料密封或机械密封，泵转子轴系含两根轴，轴间联接为卡环筒式联轴器。

泵机联接为弹性柱销联轴器或刚性联轴器联接；进口与出口分别位于泵筒体和吐出座上，并呈180°水平布置（可按15°的整数倍任意变位）。

二、运行方式不同

1、给水泵：B0.25-3.5/0.98额定功率：250KW进汽压力：3.5MPa进汽温度：450℃

进汽量：7t/h 排汽压力：0.98MPa排汽温度：330℃ 排汽焓值：3176Kj/kg

2、凝结水泵：工作部用多级叶轮同向排列构成的泵转子和在其外围形成导流空间的导流壳组成。泵转子由叶轮、泵轴、键、轴套等件组成。

叶轮是将原动机的能量转换成泵送液体能量的核心元件。泵轴既做为叶轮的载体，又传递着转子的全部负荷。导流壳的作用是以最小的损失将流出叶轮的液体导向后均匀地进入下一级叶轮。导流壳的联接是止口定位，最后用螺栓把紧。

三、定义不同

1、给水泵：由于除氧器是混合加热设备，所以其后必须有水泵提高压力进入锅炉，这个水泵就称为给水泵。

2、凝结水泵：凝结水泵是立式筒袋型双层壳体结构，首轮为单吸或双吸形式，次级叶轮与末级叶轮通用，为单吸形式。

参考资料来源：百度百科-凝结水泵

参考资料来源：百度百科-给水泵